制流電路與分壓電路(研究性實(shí)驗(yàn))_基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn).doc

實(shí)驗(yàn)二 制流電路與分壓電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解基本儀器的性能和使用方法；2. 掌握制流與分壓兩種電路的聯(lián)結(jié)方法、性能和特點(diǎn)，學(xué)習(xí)檢查電路故障的一般方法；3. 熟悉電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作規(guī)程和安全知識(shí)。二、儀器與用具毫安計(jì)，伏特計(jì)，萬(wàn)用電表，直流電源，滑線變阻器，電阻箱，導(dǎo)線等。圖2.1 電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)談判能夠用器材三、實(shí)驗(yàn)原理制流電路和分壓電路時(shí)常用的控制電路，制流電路如圖2.1所示，分壓電路如圖2.2所示?？刂圃褂没瑒?dòng)變阻器R0，移動(dòng)滑動(dòng)頭的位置可以連續(xù)改變AC之間的電阻RAC，從而改變通過負(fù)載Rz的電流或加在Rz上的電壓。 7圖2.2 制流電路圖 四、實(shí)驗(yàn)步驟分別研究制流電路和分壓電路的特性。1. 取K值，確定RZ的值。2. 依據(jù)K值、RZ值、RZ的最大允許電流，毫安表的量限，確定實(shí)驗(yàn)時(shí)的最大電流Imax和電源電壓E。 （3. 連接電路。4. 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭C，測(cè)10組數(shù)據(jù)，列表記錄。5. 作制流電路特性曲線圖和分壓特性曲線圖五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果表示（供參考）【數(shù)據(jù)處理示例】1. 制流電路特性的研究實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表（供參考）表2.1 (K = 0.1)R0 = 100RZ = 10Imax = 280mA毫安表300mAE = 2.8VL(小格)102030405060708090100X(L/L0)0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0I(mA)2661409070554438343027表2.2 （K = 1）R0 = 100RZ = 100Imax = 90mA毫安表150mAE = 9VL(小格)102030405060708090100X(L/L0)0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0I(mA)908375696459555249462. 分壓電路特性的研究實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表（供參考）表2.3 （K = 2）R0 = 100RZ = 200Imax = 90mA電壓表15VE = 15VL(AC)102030405060708090100L0-L9080706050403020100RAC()102030405060708090100RBC()9080706050403020100X0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0U(V)1.42.73.95.46.88.19.711.513.215表2.4 （K = 0.1）R0 = 100RZ = 10Imax = 280mA電壓表15VE = 2.8VL(AC)102030405060708090100L0-L9080706050403020100RAC()102030405060708090100RBC()9080706050403020100X0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0U(V)0.150.20.30.350.420.50.70.91.62.73. 部分制流電路、分壓電路特性曲線4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論從圖2.1-圖2.4不難看出，K = 1時(shí)的制流特性曲線和K = 2時(shí)的分壓特性曲線近似為線性。K = 0.1時(shí)的制流特性曲線和K = 0.1時(shí)的分壓特性曲線顯然為非線性的。但是，仍然可以K = 0.1時(shí)的制流特性曲線中X 0.5的部分和K = 0.1時(shí)的分壓特性曲線中X 0.7的部分看作是線性的，還可以作部分地利用，這一點(diǎn)為我們改進(jìn)電路結(jié)構(gòu)提供什么啟發(fā)呢？六、課后思考題1 ZX21型電阻箱的示值為9 563.5,試計(jì)算它的允許基本誤差,它的額定電流值,若示值改為0.8,試計(jì)算它的允許基本誤差?2以下電路正確嗎?若有錯(cuò)誤說明原因,并改正之。圖2.83從制流和分壓特性曲線求出電流值(或電壓值)近似為線性變化時(shí),滑線電阻的阻值。思考題參考答案1.答：示值為9563.5，查P112表知a = 0.1，。額定電流值，查P112表知為0.0158A或由公式計(jì)算。示值為0.5，查P112表知a = 0.5，2.改正后的電路如下圖所示：圖2.9 正確的制流電路和分壓電路圖3.提示：取一阻值范圍。七、參考書1 林抒，龔鎮(zhèn)雄.普通物理實(shí)驗(yàn)M.北京：人民教育出版社，1981.（159162祥）2 曾貽偉，龔德純等.普通物理實(shí)驗(yàn)教程M.北京：北京師范大學(xué)出版社，1989.（136138）八、教學(xué)過程1. 檢查預(yù)習(xí)情況 驗(yàn)看實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。2. 開膛白本實(shí)驗(yàn)為研究性實(shí)驗(yàn)。研究對(duì)象是電路中最常用的兩種控制單元電路制流電路和分壓電路，如收音機(jī)上的音量調(diào)節(jié)電路、直流穩(wěn)壓電源上的輸出電壓幅度調(diào)節(jié)電路等。這類單元電路的簡(jiǎn)化模型見教材133頁(yè)如圖5.2.1直流電路圖和135頁(yè)圖5.2.4分壓電路圖所示。通過改變滑動(dòng)觸頭C來實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載RZ上的電流或電壓的控制。人們總愿望能實(shí)現(xiàn)線性控制（如觸頭C改變X%，相應(yīng)的電流或電壓也改變X%）。但實(shí)際上這兩種控制電路理論上講都不是線性的。那么，什么情況下可以近似線性的呢？通過本實(shí)驗(yàn)的研究我們可以從中得到結(jié)論。3. 重點(diǎn)提示通過預(yù)習(xí)，同學(xué)們已經(jīng)設(shè)計(jì)好了實(shí)驗(yàn)方案，如明確了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法步驟，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)電路圖、數(shù)據(jù)表格等。在動(dòng)手作實(shí)驗(yàn)之前，請(qǐng)先作一下估算。（1） 制流電路特性的研究：已測(cè)得R0為100，若取K = 0.1，那么RZ 應(yīng)取值多大？RZ確定后從電阻箱銘牌上查出（或計(jì)算）它的最大允許電流是多大？再結(jié)合毫安表的量程，實(shí)驗(yàn)時(shí)的最大電流及電源電壓應(yīng)該如何選擇？若取K = 1時(shí)又該如何估算與確定電路參數(shù)呢？（2）分壓電路特性的研究：已測(cè)得R0為100，若取K = 2，那么RZ 應(yīng)取值多大？RZ確定后從電阻箱銘牌上查出（或計(jì)算）它的最大允許電流是多大？再看看滑動(dòng)變阻器的額定電流（特別要注意滑動(dòng)變阻器的CB段），那么實(shí)驗(yàn)時(shí)的電源電壓應(yīng)該如何選擇？若取K = 0.1時(shí)又該如何估算與確定電路參數(shù)呢？（3）強(qiáng)調(diào)注意人身安全和設(shè)備安全，提醒學(xué)生檢查實(shí)驗(yàn)臺(tái)上設(shè)備情況并記錄。（4）介紹本實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備的特殊情況（如直流電源的示數(shù)問題，電阻箱問題，電表的使用條件，萬(wàn)用表的使用等4. 實(shí)驗(yàn)操作 每人一套實(shí)驗(yàn)設(shè)備，要求獨(dú)立完成。5. 在實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。6. 口頭報(bào)